建設の施工企画 ’ 07. 1 特集＞＞＞ 61 建設機械 第 23 回 国際建設ロボットシンポジウム（ISARC） ― ISARC の 20 年を振り返って― 久 武 経 夫 1984 年に米国ピッツバーグのカーネギーメロン大学にて第 1 回を開催した国際建設ロボットシンポジ ウム（ISARC）は，各国を巡回開催し，日本では，第 5 回（1988 年），第 9 回（1992 年），第 13 回 （1996 年），第 23 回（2006 年）に開催されている。 日本で最初に開催された第 5 回の ISARC は，バブルの絶頂期では，建設施工の自動化・ロボット化へ の研究は様々な施工分野で闊達に行われたが，1990 年のバブル崩壊によりロボット熱が沈静化した。 1992 年の雲仙普賢岳の火山災害を契機に，建設機械の遠隔操縦を前提とした「無人化施工」が危険作 業の分野で一般化し，ロボット化研究の一翼を担う様になって来た。景気低迷や建設投資抑制など厳しい 経済環境の中で，安全施工，苦渋作業の回避などへの社会的な要求を背景に，実用化を目指した新たな展 開が始まっている。 ロボット技術（RT）や情報処理技術（IT）の急速な進歩によって，従来，困難とされていた建設など 屋外作業における高度な省力化・自動化・ロボット化の実現が可能になってきたが，解決しなければなら ない問題も数多く残されている。これら，建設業をめぐる諸問題を解決すべく建設分野のロボット技術の 開発とその導入，普及促進などへの寄与が期待されている。 キーワード：国際建設ロボットシンポジウム，ISARC，IAARC，建設ロボット，産学共同，RT 1．はじめに 維持管理などの分野に拡大している ③大学の存在が研究の継続を支えている 今回のシンポジウムは，日本を含め諸外国の建設産 業における建設ロボット分野の技術革新と建設生産シ 2．建設現場へのロボット導入 ステムの近代化促進を目的に，「建設産業をリードす るロボット技術（RT）＆情報技術（IT）」を総合テー マとした。 （1）ISARC2006 における発表技術の現状 計画・管理技術では，シミュレーション手法を用い シンポジウムでは，国内外の土木・建築をめぐる建 た建築計画，部材等をモデル化した建設計画支援，複 設活動へのロボット導入の現状と将来を展望するとと 数機械による施工空間の共有の手法，人間とロボット もに，建設ロボットの要素技術に関する研究，ロボッ の共存の在り方などが議論された。 トの適用事例，ロボット化施工に対する計画・管理技 GPS や光学系のセンサを融合した 3 次元の位置計 術，コンピュータによる情報化施工，環境，防災，安 測技術や機械位置制御システム，3D 設計図に基づく 全回復，リニューアル，急速施工などが発表された。 掘削施工など，計測制御技術を駆使した情報化施工が 本稿では，第 9 回（1992 年）を除くと，1988 年以降 道路や造成などの施工分野での研究の潮流となってい ほぼ 10 年間隔で日本で開催された第 5 回（1988 年）， る。 第 13 回（1996 年），第 23 回（2006 年）の ISARC の 施工機械群の遠隔操縦によって，施工現場に作業者 参加者数と参加者の属性の推移，日本の技術者による が立ち入らない無人化施工に関連した報告も行われ 発表論文の内容変遷，技術革新の時系列的な発展傾向 た。 の分析を行った。 分析を通じて下項が明らかとなった。 ①現在も進行中の建設ロボットの多くが 1988 年の段 階で研究に着手されていた ②研究の対象が個別のロボット研究から情報化施工や RFID や空間の情報伝達手段を用いた，人，機械， 資材の所在と属性管理，道路や建築施工現場での所在 認識など，新しい発想の報告もあった。RFID などの 外部記憶装置は，設計・管理用コンピュータシステム 建設の施工企画 ’ 07. 1 62 表―1 建設活動へのロボット等導入（ISARC2006） ISARC2006 発表技術 計画・管理技術 情報化施工 （IT construction） 無 人 化 作 業 全自動ビル建設 システム 施工の無人化 防災，安全回復 リ ニ ュ ー ア ル 状態の調査・計測 修復 急速施工 将来の展望 部材などをモデル化した建設計画支援シ 管理情報入力の自動化・高速化 ステム，ライフラインなどインフラの GIS 情報，プロブレムシミュレーション 設計・施工・施工管理・維持，コスト管 理の統合化 設計情報の 3D 表示，3D 施工支援システム， 自動掘削・整形 出来高管理可搬端末の改良 施工の統合管理，複数クレーンの干渉回避， RF-ID に依る施工情報取得 施工機械の遠隔操縦化技術 掘削・積込機械の自動化（ホイールローダ， 油圧ショベル） 探査ロボット，救援・復旧ロボット , RFID による空間管理，その他 状態監視計器の統合管理（橋梁） ， 道路の路面状態の検査 トンネルや管内検査ロボット 計画・管理支援システム導入による誤計 画抑止やコスト削減の実効性確認 設計とロボット機械制御の情報融合 煙突や下水道管内の清掃など狭隘・悪環 境作業のロボット化 全自動ビル施工 多様な空間への対応 有人作業部のロボット化（搬送・設置・溶 接など，全作業プロセスのロボット化など） 各種工種への無人化技術の展開 対象物の認識 自動化，施工機械群の統合管理 実現場での成果実証 交通流を阻害しない高速検査，最終検査 レベルの検査制精度，機器・ソフトウエ アの標準化を通じた広域利用 在来工法を凌駕する施工速度の実現 表―2 施工分野別のロボット化などの事例の時代変遷 施工分野 造成，一般土工 道路 トンネル・シールド 地下 建築 ダム，湖水 河川，湖水 海洋 その他 1988 年 転圧機械の自動運転 石積みロボット 遠隔操縦 舗装切断ロボット 地盤圧密度検査ロボット化 1996 年 スクレーパ作業シミュレーショ ン 作業機構軌跡・起点・終点指示 で自動掘削 リアルタイム圧密データ管理 2006 年 油圧ショベルの半自動掘削 掘削・舗装目標の 3D （GPS，光 波）表示，３ D 設計データに基 づく自動掘削など。 路面性状調査システム シールドトンネルのロボット施工， セグメントの搬送，締結の自動化， 資材の自動搬送 自動検査 マルチメディア管理，トンネル 検査・保守・運用支援ロボット 用無線テレメータシステム， TBM の自動化 地中連壁施工のコンピュータ制 地中壁自動掘削，ウォータジェ 御 ット式パイル切断，オープン / ニ ― ューマチックケーソンの自動化 ハンドリングや仕上作業のロボ 全自動ビル建設システム 3D モデル，3D-CAD を用いた施 ット化，ロボット化用壁面材料 ボード設置他ロボット 工管理 施工計画シミュレーション クレーン自動化 ― 橋梁ピア昇降ロボット 堤防検査，自動浚渫他 ― 捨石均しのロボット化 水中バックホー作業・調査船高 ― 精度位置決め技術 計画用エキスパートシステム ― ― と個々の施工ロボット間のデータ授受，資機材と施工 機械や施工ロボットを連繋するツールとしての活用も 期待されている。 その他，状態監視や検査ロボット，清掃や再生など， 維持管理に係わるシステムの発表も今回の特徴として 上げられる。 表― 1 に，その概要を示した。表中の将来への展 望は，発表論文の展望記述に依った。 （2）工種別のロボット化事例 表― 2 に，第 9 回を除く約 10 年毎の開催時の発表 建設の施工企画 ’ 07. 1 63 事例について，施工分野毎に特筆すべきロボット化や ム・アームを持つ油圧ショベルは，フィールドロボッ 高度化の事例を示した。 トの研究対象として選ばれ易いのか，多くの研究機関 一般の土工事に用いられる汎用建設機械の高度化 が研究の対象としている。 は，1988 年代の遠隔操縦から半自動システムに展開 ㈱フジタによるポータブルロボットは，建設機械の している。但し，発表の多くは試作機械の段階で，商 座席に設置したロボットアームが人間の代わりに機械 品として市場に供給はされていない。 を操縦する装置で，ブルドーザやクローラダンプトラ 道路工事用の機械・システムに関しては，個々の機 ックにも搭載実績がある。 械の遠隔操縦や自動化から，GPS や光学系センサに 後述の，独立行政法人空港港湾研究所が開発中の水 より計測した位置を目標とした自動掘削が一般化しつ 中バックホウは，海中での実験も終え，実用段階に達 つある。 している。 シールドや TBM などトンネルは，1996 年の時に 今回は，油圧ショベルをベースマシンとした双腕型 は各社が発表した，セグメントの搬送，組立，締結な 機械が 3 種類発表された。ランカスター大学は，5 自 どの自動化から， 検査・保守・運用支援システムなど， 由度の油圧ショベルに 6 自由度のマニプレータを搭載 維持管理にシフトしている。地中連続壁やケーソン工 した 11 自由度を有する機械で，原子力発電プラント 事などに関して、今回は報告例が見当たらなかった。 の解体などの工事を行うことを想定して開発された。 ビル建築の自動化システムは，後述の早稲田大学を 油圧ショベルの操縦の容易化や自動化研究に関連 中心とした研究開発コンソーシアムが契機となり各社 し，今回は報告されなかったが，後述の千葉工業大学 が研究を行った。今回も複数件の研究成果が発表され の中野教授が，操縦支援，半自動操縦の研究を進めて ている。 いる。 ダム，トンネル，大型造成工事など，大規模施工に 関する発表が少ないのが今回の特徴である。 （3）機械別のロボット化事例 ロボット化発表事例の時系列的な推移を機種別に分 本報では網羅できなかった，過去 10 年間のトピッ クスとして，キャタピラー社の支援による，カーネギ ーメロン大学の研究成果も注目すべきである。 （4）国・組織別参加者 類した結果を表― 3 に示す。表― 3 では，今回のシ （a）組織別参加者 ンポジウムで発表されたロボットの内，実際の作業現 表― 5 は，ISARC の，第 5 回（1988 年），第 9 回 場に採用された研究成果を過去に遡り検証した。 共通技術である，屋外での位置決め技術に関しては， （1992 年），第 13 回（1996 年），第 23 回（2006 年） の参加者数を，国別，所属組織別に分類したものであ GPS やレーザスキャナなどによる位置決め精度の向 る。上記開催毎の参加者の傾向として，下記がある。 上がロボット施工を容易にした。カメラシステムを用 ①2006 年の基調講演，パネルディスカッションなど いたリアルタイムの位置認識も最近の技術である。 油圧ショベルに関しては，この 20 年，基本的な技 術は変わっていないが，掘削対象地形や機械の姿勢を モニタに表示する高速データ処理とビジュアル化が最 近の特徴である。 を除く発表論文数は，1996 年の 1.4 倍である。 ②国外論文の比率は，1996 年 40 ％から 2006 年 51 ％ と増加している。 ③国外は従来から大学の参加が中心であったが，国内 においても大学の発表数が激増している。総発表数 1996 年時にシミュレータの製作が発表されたブル の内大学が関与した発表は，1996 年 44 ％，2006 年 ドーザに関する研究発表は無かったが，後述する，ロ 66 ％である。内国内では 1996 年 23 ％，2006 年 ーダの自動化システムが 10 年間の研究成果を一気に 47 ％である。日本では，大学が関与した発表数が 発表した。 1996 年の 3 倍，大学単独の発表が 5 倍に増加して その他，レスキュー，自動車椅子，脚ロボット，マ いる。公的研究機関の発表数の増加も顕著である。 ニピュレータなど，多様なロボットが発表された。 独立行政法人化，大学法人化の影響が顕著に顕れた 個々の作業のロボット化から作業単位で機械やロボッ トを見たシステム化指向が今回の特徴の一つである。 ものと思われる。 ④国内組織での大学と民間企業の共同発表の数には大 但し，報告文書から判断すると，積上げ的な成果継承 きな変化は見られず，共同研究までの展開までに至 が行われていない事例も見受けられた。 っていない。その中で，公的研究機関を中心に複数 表― 4 に，油圧ショベルなどマニュプレータ機能 大学や企業も巻き込んだ共同研究体による成果発表 を有する移動ロボットの自動化研究例を示す。ブー が注目される。本件に関しては，別節で詳述する。 建設の施工企画 ’ 07. 1 64 表―3 機械別のロボット化発表事例の時代の変遷 共通技術 （センシングシステ ムなど） 油圧ショベル 汎 用 建 設 機 械 ホイール及びク ローラ型ローダ ブルドーザ グレーダ モータスクレーパ 転圧機械 クレーン 第5回 第 13 回 1988 年 1996 年 レーザビーコン式 3 次元位決め 技術データベースの構築 ミリ波利用の提案 人工知能，バーコード管理 作業端高度化 ( 石積みロボット ) バックホウ自動掘削モデル フロントショベルの水平押出し システム 水平押出し制御 自動化研究用モデル構築 軟弱地盤走行時の最適操縦 レーザ均平装置 ノンプリズム TS による自動地形計測， 複数レーザビームによる 2 次元位置認識， 2 眼位置認識，立体視，超音波トラン スポンダによる機械安全化システム 高精度位置認識 / レーザスキャナ・GPS・ カメラ・超音波，人感センサ現場安全管理 固定・移動カメラによるトラッキング RFID 技術 作業機構軌跡・起点・終点指示 で自動掘削 埋設物探知 47 中野 実機実験，機械の 3D 位置・姿勢 表示，設計データに基づく自動 掘削，把持等力帰還センサ，モ ノレバー操縦支援システム 模型の軌道制御 模型・バーチャル実験 対象の認識・モデル化，自動積込 コンパクタ無人走行 , 仕上検査ロボット クレーンとマニュプレータロボッ トの協調 ワイヤ式 2 次元空間対応クレーン クローラクレーンの吊荷高さ制御 クランプの遠隔切離し マ ニ ュ ピ ュ レ ー タ ･ 空圧式 ･ バランサ付マニュピュレータ ハンドリングロボッ ボード設置 ･ 石積みロボット ト 水平ディストリビュータ 6 自由度マニュプレータの最適経路 水平面移動 レーザ･超音波他に依る位置認識 運転シミュレータの開発 スクレーパカッチングエッジの 位置制御 位置認識，無人運転 / 振動ローラ クレーンとマニュプレータロボ ットの協調 クレーン視界運転支援 ケーブルクレーンの自動運転 クレーンの可動領域設定 ･ 制御 耐火被覆吹付 ･ ボード設置 ･ 軽量 部材設置 ･ 内装仕上ロボット 超遠隔操作ロボット，4 脚マニュ ピュレータロボット 6 汎用移動体 2006 年 GPS‐光波によるレベル計測・制 御 ― ５∼ 6 自由度マニピュレータ 双腕型マルチアームロボット GPS‐光波による位置認識 路面切削･コンクリート打設･仕上げロボット， 転圧仕上検査ロボット クリーンルーム検査ロボット，宇宙ロボット 移 動 ロ ボ ッ ト 凹凸・階段 ヒューマノイド アシストスーツ 壁面 壁 面 煙突内 トンネル用機械 ― ― ― 壁面検査 , 塗装ロボット 壁面歩行ロボット 6 脚作業ロボット ― ― 壁面塗装ロボット， 耐火被覆吹付ロボット セグメント設置等 ･ シールド自動制御 削孔 ･ コンクリート吹付け・打設ロボ ット レーザ式仕上計測等 ･ トンネル自動検 査ロボット セグメント搬送 ･ 設置 ･ 掘削自動化 小口径 ･TBM の全自動掘削 削孔 ･ 溶接ロボット 走行型自動保守ロボット 地中無線テレメータ 地下施工機械 コンピュータ制御地中連壁施工機械 地盤改良機 ケーソン内自動掘削，立孔掘削ロ ボット，地中掘削機の最適制御 ビルディング施工機械 遠隔操縦 ･ 自動ロボット， 各種ハンドリング / 仕上ロボット ビル建設プロセスシミュレーシ ョン 8 脚式捨石均し機械 6 脚水中調査ロボット ― ― 打音式壁面内検査装置 単管パイプ清掃 ･ 修復ロボット パイプライン ･ 管路検査ロボット 半 / 全自動ビル建設 ( 上階持上 ･ 外 壁施工 ･ 溶接 ･ 資機材搬送 ) ドーム建設へのロボット導入 ロボット化対応のプレキャスト部材 海 洋 機 械 第 23 回 海底調査 ･ 作業 水中浮遊型 作業・調査船 調査 その他 ― ― ― 土工現場検査 ･ 空調検査ロボット 超音波トランスポンダ式対物監視 パイプライン自動溶接 レスキュー , 脚ロボット，自動車椅子 画像解析による対象認識 作業補助，腕力増強 塗装 自動昇降・清掃ロボット 検査・保守・運用支援ロボット ― 施工管理 水中バックホー操縦支援，超音波形状認識 水中調査ロボット 深度，姿勢制御可 高精度位置決め技術 路面調査 ― 建設の施工企画 ’ 07. 1 65 表―4 油圧ショベルなどマニュプレータ機能を有する移動ロボットの自動化研究例（ISARC2006） 発表内容 報文頁 国 発表者 1 水中バックホーの海底地形認識と操縦の容易化など 36,52 日 空港港湾研，筑波大学，佐伯建設 2 ステレオビジョン，レーザスキャナを用いた 3D 計測，作業動作 分析 マスタースレーブマニピュレータ ポータブルロボット（機械の座席に設置） GPS を用いた 3-D 運転支援システム マ レスキュー用機械として開発された双腕型油圧ショベル ル チ ア 双腕型油圧ショベル ー ム 6 自由度のマニプレータを 5 自由度の油圧ショベルに搭載 24,252,527,543 日 土木研究所，東大，理化学研究所 3 4 5 6 7 8 表―5 国際建設ロボットシンポジウム国・組織別参加発表報文数 第５回 開催年 1988 年 開催月日 6.6 ∼ 8 ︵ 国内 52 除 基 発 調 表 内外 講 数 国外 37 演 等 合計 89 ︶ 大学 11 大学・公的研究機関 1 大学・民間企業 1 国 大学・公的研究機関・ 内 民間企業 公的研究機関 4 公的研究機関・民間企業 2 34 民間企業 25 大学 国 外 大学・公的研究機関 大学・民間企業 公的研究機関 8 3 1996 年 2006 年 6.11∼13 10.3 ∼ 5 63 77 4 1 43 80 110 156 4 19 1 7 7 6 4 10 3 29 30 1 6 4 5 9 37 32 1 3 5 1 1 11 3 27 58 4 5 11 1 注：JH も公的機関とした。 （b）国別参加者 国内で開催された，過去 4 回の ISARC について， 国別の参加傾向を調査した。表― 6 に調査結果を示 す。 現在までに，延べ 28 カ国からの参加があり，海外 からの参加者の比率が増える傾向にある。第 5 回の参 加は 10 カ国であったが，第 9 回 12 カ国，第 13 回 16 カ国，今回 18 カ国と，回を重ねる毎に増加している。 日 日 フィ 日 日 英 鹿島建設 フジタ Oule 大学 テムザック 日立建機 ランカスター大学 表―6 国際建設ロボットシンポジウム国別発表報文数 第９回 第 13 回 第 23 回 1992 年 6.3 ∼ 5 54 4 41 99 5 1 6 公的研究機関・民間企業 民間企業 499 642 7 237,669 539 231 日本 アメリカ イギリス ドイツ フランス オランダ イタリア スペイン ルーマニア ハンガリー チェコスロバキア チェチェン ロシア ポーランド フィンランド スエーデン デンマーク イスラエル クエート イラン インド カナダ オーストラリア ニュージーランド 中国 タイ 台湾 韓国 国際 参加国数 合計 第５回 1988 年 52 16 6 3 6 第９回 1992 年 54 17 12 2 2 第 13 回 1996 年 63 8 11 5 1 1 第 23 回 2006 年 77 8 3 4 2 2 3 3 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 7 10 89 4 日/米 12 99 3 日/米 16 110 1 1 1 1 1 3 1 4 26 16 1 台/米 18 156 当初は，米，英，仏，独が，海外からの参加者の主流 を占めていたが，参加者の増加に従ってその比率は低 表― 7 に，国内で開催された，4 回の ISARC の内， 下している。開催回毎の新規参加国が参加者数を押し 第 5 回（1988 年），第 13 回（1996 年），第 23 回 上げる結果となっている。今回は，特に，台湾と韓国 （2006 年）における大学の研究発表の課題と発表者を の発表者が全発表者の 4 分の 1 を占めている。 （c）大学が関連した研究課題の変遷と研究の継続 性 示した。大学が関連した研究発表の特徴として，下項 がある。 建設の施工企画 ’ 07. 1 66 表―７ 国内開催の ISARC における大学が関連した研究課題の変遷と研究の継続性 発表の内容 開催年・報文掲載頁 発表者 1988 1996 2006 1 建設施工のロボット化の現状と将来 東京理科大学 2 地下ライフラインの維持管理 香川大学 3 WABOT-HOUSE 研究所の紹介 早稲田大学 152 4 プロジェクト管理におけるリスク分担 京都大学 381 5 人とロボットの協調の在り方 京都大学 6 建設と車の生産プロセスの差異分析と新提案 京都大学 7-1 ビル建設ロボット導入 早稲田大学 ビル建設施工ロボット化に向けた作業分析 早稲田大学 国士舘大学 ビル自動建設施工情報管理システム 早稲田大学 青山学院大学 エキスパートシステムと施工計画 早稲田大学 床面昇降による建設空間確保 早稲田大学 7-2 239 NTT インフラネット 30, 293 388 郵政公社 371 213 長谷川教授 WAS COR プロジェクト 925 展開特許出願：31 521 嘉納教授 176 加藤構造技術研 施工管理と 3D-CAD, バーチャルリアリティ ,RFID, 映像 早稲田大学 430 8 木造住宅向け CAD-CAM システム 東京大学 357 9 衝突回避法を用いたモジュラー構造物の組立 東京工業大学 10 建築用 2 次元移動型クレーン 東京大学 11 クレーンと産業ロボットによる重量物ハンドリング 東京大学 12 ID タグを用いた建設部材の位置姿勢推定 大阪大学 名古屋市大 RFID タグ付建材で材料・施工等ライフサイクル管理 大阪大学 清水建設 ホイールローダスケールモデルの軌道制御 山祇研究会 自律型ホイールローダによる積込システム 筑波大学 466 ホイールローダ岩石の自律掬い込み作業時の外乱監視 中央大学 472 バケット掬い込み作業時の岩石山の反力分析 東京電機大学 履帯系車両のバーチャルモデルの軌道制御 産業技術総合研究所（産総研） 13 853 661 747 113 15 新井教授 164 365 山祇研究会メンバー 699 日立建機 による発表 476 482 ブレーカによる岩石破砕の対象認識と最適位置制御 14 備考 487 パイプライン検査ロボット 東京理科大学 6 脚マニピュレータロボット 名古屋大学 3D 映像等によるクレーン操縦支援 名古屋大学 コマツ 空調検査ロボットの視覚ナビゲーション 名古屋大学 新菱冷熱 可変ベクトルプロペラを用いた小型水中移動体の開発 長崎大学 佐世保高専 福田教授 887 261 581 66 長崎産業技術 C 16 プレハブ壁材を用いたビル壁面ロボット施工 東京理科大学 17 壁面検査用歩行ロボット 宮崎大学 18 壁面昇降型窓清掃ロボット，未来機械 香川大学 19 建設施工用自動走行車両 大阪大学 20 重量物搬送用４脚移動ロボット 香川大学 221 21 フォークリフト型階段昇降ロボット 産業技術短大 206 22 段差を昇降する 6 脚ロボット 大阪大学 225 ヒューマノイドロボットを用いた… 大阪大学 517 23 パワーアシストスーツによる搬送作業支援 名古屋大学 24 スクレーパカッチングエッヂの数値制御 東北大学 25 軟弱地盤におけるブルドーザの最適操縦 愛媛大学 隔壁掘削自動化システム 愛媛大学 掘削機と地盤の反力予測 建築研究所 441 581 215 未来機械 249 523 高橋教授 587 室教授，他 717 立命館大学 285 鴻池組 625 間組 285 26 自動削孔機を用いた発破作業 27 リアルタイムネットワークを用いたバイラテラルアームロボット制御 慶応大学 鹿島建設 548 28 屋内解体作業用破砕機械の作業性の評価と改善 慶応大学 日立建機 822 29 熟練オペレータによるバックホウ操縦技術の解析 東京大学 理化学研究所 543 30 バイラテラル型水中バックホウ 筑波大学 佐伯建設 36 遠隔操縦バックホウの操縦性評価 空港港湾研究会 31 バックホウのバケットに埋設物探知 / 映像と力センサ 東北大学 32 車載型 3 次元路面形状計測 早稲田大学 施工技術総合研 国土総合研究所 三菱電機 山口大学 52 中野教授 547 3 Ｄカメラによる道路白線高精度認識 早稲田大学 三菱電機 33 複数センサの組合せによる防波堤の観察 東京大学 東京海洋大学 34 転圧作業における地盤評価法 京都大学 前田建設 35 固定及び移動カメラの協調監視による施工現場の安全空間の確保 大阪大学 福井大学 36 RFID タグ等をも用いた施工現場の安全管理等 筑波大学 37 音源探求による周辺理解 名古屋大学 569 早稲田大学，他 675 72 建山教授 645 182 名古屋市大 注：転・就職などで結果的に共同発表の形態となった事例も含む 新井教授 158 産総研 325 建設の施工企画 ’ 07. 1 67 ①早稲田大学 や佐伯建設㈱などの知見を集約して効率的な研究を推 早稲田大学の研究室の様に，20 年間ビルディング 進している。非搭乗の水中機械を自在に操縦するため 等建築構造物の施工合理化を追求し，成果発表を続け のワンレバー型の操縦支援装置，濁水中の掘削対象物 た事例（表中 7 ― 1，7 ― 2 項）がある。同校では， の位置と形状を認識するための超音波式対物認証シス 建設作業用ロボット開発のための基礎的な調査研究を テム（超音波トモグラフィー）などの研究を進めてい 目的として，1982 年∼ 1995 年の 14 年間，大学と民 る。今回の報告では，簡易操縦装置による操縦の容易 間 13 社の共同研究「WASCOR 研究プロジェクト」 化とバケットの位置と反力から海底の地形推定などの を運営し，多くの学会発表と 31 件の特許出願を行っ 実験結果が報告された。 ている。上述の 3 回の ISARC での発表例は無いが， 1973 年に発表された WABOT-1 はヒューマノイドロ ボットの先駆けとなった。今回紹介された ④独立行政法人 土木研究所（油圧ショベル自動化 の研究） 土木研究所による油圧ショベル自動化の研究成果で 「WABOT-HOUSE 研究所」（表中 3 項）によって， は，1988 年（第 5 回）で，バケットの軌跡制御の研 これらの研究の継続性が保障された。大学を核とした 究成果が発表されている。その後，ファジー制御など 研究体制の整備と研究の継続性を担保するための外部 の研究を経て今回の発表に至っている。20 年越しの 組織との連繋が特徴である。 研究である（図― 2）。 ②山祇研究会（研究組織の連繋） 中央大学・筑波大学・東京電機大学・独立行政法人 産業総合研究所が参加した「山祇研究会」に日立建機 自動化を指向する今回の研究では，東京大学，理化 学研究所が関連した研究を行っており，その成果も併 せ発表された。 ㈱が協力した研究集団が，ホイール（写真― 1）若し ⑤その他の大学と民間企業や公的研究機関との連携 くはクローラ型ローダによる積み込み作業自動化の研 ②の日立建機㈱の他，名古屋大学（表中 14 項） ，愛 究を行っている。研究会に属している研究者の 媛大学（表中 25 項），慶応義塾大学（表中 27,28 項）， ISARC での研究成果発表は，1996 年に 1 件，今回は， 早稲田大学（表中 32 項）などがある。東北大学（表 ホイールローダによる掘削・積込作業，履帯系車両の 中 31 項）も 1987 年の研究開始以来，複数の民間企業 バーチャルモデルの軌道制御，ブレーカを装備した油 との共同研究を経ている。 圧ショベルによる岩石破砕作業の自動化関連 5 件（表 今回実施した発表傾向の分析結果では，研究の効率 中 13 項）の研究成果の発表を行った。各研究機関・ 化を求める企業とのロボットや映像処理技術などの研 研究者が得意分野を持ち寄って補完的な研究体制を確 究成果活用の場を求める大学とは，現場での活用を企 立している。持続的な成果を上げて行く効率的な研究 図した共同研究を今後更に積極的に展開するものと思 手法で，これからの研究の在り方を示唆するものとし われる。 図― 3 は，慶応義塾大学と日立建機㈱による，建 て注目される。 ③独立行政法人空港港湾研究所（水中バックホーの 築物の屋内解体作業用の破砕機械の作業性の評価と改 善の研究対象機械である。 研究） 空港港湾研究所が主体で研究を推進している水中バ ックホー（図― 1）は，特定研究領域では，筑波大学 写真― 1 ホイールローダ 図― 1 水中バックホー 建設の施工企画 ’ 07. 1 68 図― 2 油圧ショベルの自動制御（施工情報とロボットの融合） える要素技術を例示した。 4．おわりに 10 年ぶりの ISARC の開催が，参加者数，参加国数 ともに過去の開催例を上回り，成功裏に閉会した。次 回の国内開催を，10 年後とすると 2016 年となるが， 少子化・高齢化の中で作業のロボット化への要求は更 に高まるものと想定される。 過去 20 年間の研究を総覧した結果，研究の実を上 げるためには，研究の継続が最も重要である事が判明 した。課題によっては，10 ∼ 20 年の研究期間を要し 図― 3 破砕機を装備したフォークリフト ている。筆者等が携わった，日鉄鉱業㈱の石灰採掘現 場で採用された無人ダンプトラックは，スケールモデ ルやシミュレーションによる基礎研究を開始してから 3．無人化施工 現場で採用されるまで 8 年間，現場での玉成に更に 3 年間の研究期間を必要とした。その間，代替案などの 無人化施工については，「ロボ Q」など要素技術の 発表の他，無人化施工に関する総括的な報告も行われ た。 周辺技術の研究に大学に支援頂いた。 1996 年に発表された，千葉工業大学中野栄二教授 による，油圧ショベルのイージーオペレーション化と 1993 年に長崎県雲仙普賢岳に導入された無人化施 半自動化の研究は，東北大学在籍中の 1986 年の研究 工は，「人が立ち入ることができない危険な作業現場 開始以来，研究が 20 年間継続されている。この研究 において，遠隔操作が可能な建設機械を使用し作業を に協力した民間企業が，4 回交替したが，現在まで研 行う」と定義され，以来，災害復旧現場を中心に 150 究が途絶える事は無かった。 現場で導入されている。 大学の協力による持続性，周辺技術への研究展開に 無人化施工の実現には，人力で行われている様々な よる研究課題維持の安定化は，期間限定のプロジェク 作業の機械化と作業機械の遠隔操縦化が前提となる。 トで成果を見ずに終了した研究が多々存在する中で， 13 年間の無人化施工の実績の中で，転圧機械や運搬 課題の延命策や今後の研究の在り方を示唆するものと 機械などの自動化も試みられている。遠隔操縦∼半自 して注目される。研究の継続性に留意した支援施策が 動化∼自動化への展開の道程として注目すべきであ 求められる。 る。危険現場の安全施工を目的に，国が積極的に支援 尚，国際建設ロボットシンポジウムの第 1 回（1984 し，組織的，継続的な導入を行って成果を上げた例と 年）∼第 14 回（1997 年）の 14 年間の発表論文につ して注目すべきである。表― 8 に，無人化施工を支 いてはデータベース化され，テーマの変遷など詳細な 建設の施工企画 ’ 07. 1 69 表―８ 無人化施工の技術進展 導入技術 稼働条件，装着機器・システム 使用例他 制御 機側での遠隔操縦 現場映像を見て遠隔操縦 ・同上 操縦の容易化 作業機の軌跡表示 作業機の半自動制御 作業機の全自動制御 機械，オペレータ距離50m以内 同上50ｍ以上，現場が見通せない 立体視/対象物間の距離情報の付与 操縦かん 施工目標と作業機の位置を表示 作業機位置・姿勢制御 反復作業 鉄鋼プラント 機械の状態を操作室に伝送 地形，転圧面積，転圧回数，沈下量 姿勢や対物距離センサ 地形，地盤強度，地表温度，他 雲仙普賢岳 雲仙普賢岳 コンクリート吹付け実験/国土交通省 災害調査車両 遠隔操縦機能を標準装備 空気/電磁アクチュエータによる遠隔操縦 災害調査車両/用ベースマシン他 国土交通省，西尾レントール㈱，他 50GHz帯の高画質映像伝送 制御信号と画像の多重伝送 災害復旧用/１,2,5W/地域限定 400MHｚの6波を50GHｚで統合 操縦装置・送信機の共通化 制御信号と画像の多重伝送 接続の汎用化による多重化，広域化 複雑な地形への対応，遠距離化 日立建機㈱，㈱熊谷組，MHI 雲仙普賢岳，有珠山，他 雲仙普賢岳，北海道有珠山 雲仙普賢岳で実験 国土交通省北陸地方整備局 国土交通省関東技術事務所 五洋建設㈱ 谷沢川無人化施工/国土交通省 眼鏡利用での試行例 品木ダム，霞ケ浦 計測 機械稼働情報の帰還 GPS機械位置情報の追加 機械の姿勢･対象位置情報 遠隔測定器の搭載 機械・システム 非搭乗型建設機械 操縦ロボット/ロボQ，ALT 電波 アンテナ自動追尾/建設機械搭載 中継等による長距離伝送 高出力電波の特例利用 複数機械情報の多重伝送 遠隔操作器（操縦桿） 双方向多重伝送 無線LAN 無線・有線LAN 注：Kitahara,Yoshida“Deployment of construction robots applying the information technology and network system”23th ISARC 2006.10 に筆者が追記した トレンド分析が行われた。分析結果は，第 14 回 （1997 年），15 回（1998 年）シンポジウム及び「建設 作業のロボット化」㈱工業調査会 1999.6 で報告され ている。 J C MA 《参 考 文 献》 ・第 5 回，第 9 回，第 13 回，第 23 回国際建設ロボットシンポジウム 予 稿集 ・上野高敏「国際建設ロボットシンポジウム（ISARC）の論文傾向分析」 建設作業のロボット化 pp.649 ― 658 ㈱工業調査会 1999.6 ［筆者紹介］ 久武 経夫（ひさたけ つねお） 株式会社インロッド・ネット 代表取締役
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